[理学]《气象学与气候学》第一章：大气的组成和结构.ppt

第1章 大气的成分、状态与结构 第1 节 大气的组成 美丽的地球大气 第1章 大气的成分、组成和结构 大气圈：气候系统要素 第1章 大气的成分、组成和结构 （一）大气的成分 第1章 大气的成分、组成和结构 第1章 大气的成分、组成和结构 第1章 大气的成分、组成和结构 大气圈的演化 第1章 大气的成分、组成和结构 第1章 大气的成分、组成和结构 第1章 大气的成分、组成和结构 第1章 大气的成分、组成和结构 第1章 大气的成分、组成和结构 大气中的固态和液态微粒（气溶胶粒子） （1）来源：多来源 （2）气象效应： 第1章 大气的成分、组成和结构 大气中的污染物质：人为因素改变大气成分。 （二）大气的结构 0～5.5km：50%的大气质量 0～11km：75%的大气质量 36～1000km：1%的大气质量 严格地说，不存在大气圈的上界 大气高度：两种划法 1、物理现象：极光，1200km， 大气的物理上界 2、大气密度：2000～3000km 1、对流层 重点 主要特征： (1) 气温随高度增加而降低 表现， 原因 气温直减率/气温垂直梯度： γ = – dT/dZ = 0.650C/100m (2) 垂直对流运动（对流层因此而得名） 强度、厚度随纬度和季节变化 厚度：低纬 17～18km 中纬 10～12km 高纬 8 ～9km 厚度不及1%，而质量占3/4、全部水汽 (3)气象要素水平分布不均匀 2、平流层 对流层顶—55km (1)气温最初不变或微升， 30km以上显著升高 臭氧层 (2)水汽极少，云很难生 成；火山尘 3、中间层 平流层顶—85km (1)气温迅速下降，几乎无臭氧 (2)强烈的对流运动（高空对流层） (3)有一电离层，D层 4、热层/热成层/暖层：密度极小 (1)气温迅速升高 (2)电离层：E、F（F1、F2） 电离层具有反射无线 电波的能力 (3)极光 顶部：不明显 复习思考题： 1、为什么可以把90km以下的干洁空气看成为有固定分子量的单一气体成分? 2、试分析对流层、中间层温度随高度降低的不同原因；平流层和暖层温度随高度迅速升高又是为什么? 作业题： 1、大气的上界有多高？在此高度内分为哪几层？对流层的主要特点有哪些？ 2、高山常年积雪、云峰高耸，反映了哪一层的特点？为什么？ 第1章 大气的成分、组成和结构 1.3 大气的状态方程： 1.3.1 表示空气状态的物理量 通常用密度（ ）、体积（V）、压强（P）、温度（T）来表示。 1.3.2 理想气体状态方程： 第1章 大气的成分、组成和结构 对于理想气体而言： 第1章 大气的成分、组成和结构 对于质量为M的气体，则有： 第1章 大气的成分、组成和结构 稍做变形；则有： 第1章 大气的成分、组成和结构 第1章 大气的成分、组成和结构 行星边界层： （摩擦层、 扰动层） ：0—1~2km，摩擦、热力，日变化 自由大气：以上，地表摩擦作用可忽略不计 对流层 平流层 对流层顶： ：过渡层，气温 5、散逸层/外层 过渡层 （1）温度高，变化小 （2）大气粒子常散逸至 星际空间 常量 为普适气体常数 通用的质量为M的理想气体状态方程，叫做门捷列夫—克拉珀珑方程 用 代替 用 表示 * 有大气圈的google earth 没有大气圈的google earth 太阳辐射 地球大气 地球表面 人类活动 平均0.032% 恒定成分 水汽 可变成分 氨、甲烷、水汽、氢、二氧化碳 (原始一代气圈） 甲烷、 氨、氮、 水汽、二氧化碳和少量氧（原始二代气圈） 现代大气圈 来源：（主要三个） 性质—温室气体 时空分布 动物的栖息地被破坏 节能减排，低碳经济？ 2000年世界各国二氧化碳排放比例 低碳经济！中国的出路在哪里？ 来源：光化学反应 性质：地球生命物质的保护神 分布 目前臭氧层正在遭到破坏！ 来源：地球表面蒸发 性质：常温常压三相共存 分布：变化很大 （气态） 意义：天气舞台上的重要角色 影响到达地面的太阳辐射从而影响大气和地面温度 做为凝结核可增加降水 大气的垂直分层 散逸层（外层） 热